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利用约束理论优化生产计划排产算法 发布时间:2016-08-18         浏览:
 

可以说,任何一个制造企业在其生产系统中都会存在一个或多个约束条件的限制,我们称之为瓶颈,也正是这些瓶颈制约了生产系统的产出效率。这种瓶颈可能是设备资源,也可能是人或其他工具。这就好比一个链条,决定链条结实程度的关键因素并不是最强的那个环,而是最弱的那个环。只有解决了这些瓶颈问题,才能真正提高系统的生产效率。

 

结合约束理论(Theory Of ConstraintsTOC)对制造企业生产系统中的制约因素(瓶颈)进行分析和识别,找出其中的薄弱环节,并通过DBRDrum-Buffer-Rope,鼓-缓冲器-绳)方法突破瓶颈。也就是说,将关注点放在“鼓”(瓶颈)上,通过“鼓”发出一定节拍的“鼓点”(指令),通过“绳子”(指令传递工具,如看板)告诉上游环节按照指定的节拍进行生产,保证各环节保持相同的节拍,使生产更加连续和流畅,最终提高系统的整体效能。

 

实现以上目标的核心步骤如下:

 

找出系统中的约束。从生产原料、生产能力、客户市场、企业政策等方面,分析这些因素给企业生产系统造成的制约和限制的可能性。

 

找出突破约束的方法。例如,保证原材料的稳定和及时的供应(受到原材料供应约束);分析瓶颈资源的原因,保证在瓶颈资源前面留有缓冲余地(设置缓冲时间和缓冲库存);改进瓶颈资源上的工艺条件,增加同类型设备;积极开拓市场资源;改进企业政策等。

 

保证企业的其他活动服从于为解决瓶颈问题所采取的各项措施。通过前面的方法所找到的瓶颈,由此来控制生产系统中的其他环节符合瓶颈要求的条件,在合适的地方设置缓冲条件,保证瓶颈的畅通。

 

针对瓶颈实施措施,使其不再成为系统中的约束。通过DBR方法,使生产系统的各个环节协调起来,突破瓶颈约束。

 

虽然通过之前的方法解决了瓶颈,但系统中原来的次薄弱环节可能成为目前最薄弱的环节,即新的瓶颈产生了。因此需要不断循环前面的步骤逐个环节进行改进完善、不断升级,使企业整体效率持续提升。

 

通过上述思路我们建立了一个瓶颈分析与优化的模型,通过该模型进行瓶颈问题的解决。该模型的具体内容是:首先,对计划任务数据建模。其次,对所有的资源进行加工时间合计,并得到最大者,初步确定瓶颈资源。在实际应用中,为了准确找到瓶颈,我们常常结合全局设备效率(Overall Equipment EffectivenessOEE)指标,利用该指标计算每个资源的产出率,进一步确认瓶颈资源,即产出率最小者。该资源严重制约了整体系统的产出率,是系统中最薄弱的环节。再结合每台设备的OEE指标,进行产出率的计算进一步确认瓶颈资源,从而控制整个系统的生产节奏,满足系统的流畅运转。最后,根据优化原则,先安排瓶颈资源的计划任务,并对瓶颈资源的工序计划进行“锁定”。再把瓶颈前的工序任务向前排,瓶颈后的工序任务向后排的这种“双向”方式进行其他资源的计划安排,并不断重复下去,直到解决所有瓶颈资源的计划安排。

 

上述优化方法就是告诉生产管理者先解决生产中的“主要矛盾”,只有将这些“矛盾”依次化解,才能理顺生产调度的安排,避免“眉毛胡子”一把抓的现象发生。这会给企业带来生产管理效率的直接提升,以及资源的优化配置和降低在制品及库存,有利于企业制造效率的提高和应变市场能力的改善。